ارزیابی خاصیت ضدباکتری دی‌اکسیدتیتانیوم آلاییده با روی تثبیت شده بر روی بنتونیت

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

2 گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسالمی واحد سراب

چکیده

هدف از این تحقیق بررسی اثر آلایش یون روی بر روی فعالیت ضدباکتری نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم تثبیت شده بر روی پایه بنتونیت با روش نمک مذاب می‌باشد. نانوکامپوزیت‌های تهیه شده توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی، طیف‌بینی تفکیک انرژی اشعه ایکس و طیف‌بینی بازتاب نفوذی شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی کلوخه‌های نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم تشکیل شده بر روی سطح بنتونیت را نشان می‌داد. خواص مواد ورقه ای بنتونیت پس از تثبیت دی‌اکسیدتیتانیوم حفظ شد و نانوکامپوزیت‌ها فعالیت ضدباکتری نشان دادند. شکاف انرژی نانوذره دی‌اکسیدتیتانیوم بدون پایه 25/3‌ الکترون‌ولت بود که پس از تثبیت نانوذرات بر روی پایه شکاف انرژی تغییر بسیار کمی کرد. پس از آلایش با مقدار 5 و 10 روی، مقدار شکاف انرژی بترتیب تا 04/3 الکترون‌ولت کاهش یافت. بر اساس آنالیز پراش اشعه ایکس با روش ارائه شده در این تحقیق فاز کریستالی نانوذرات در تمامی کامپوزیت‌ها آناتاز بود و اندازه کریستالی نانوذرات تشکیل شده بر روی بنتونیت کمتر از 50 نانومتر بوده است. در نهایت، آلایش روی در ساختار نانوکامپوزیت موجب افزایش خاصیت ضد میکروبی آنها شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation the antibacterial effect ofZn-dopedTiO2 nanoparticlesimmobilized on the bentonite

نویسندگان [English]

  • M. Ghorbanpour 1
  • A. Eini 2
1 Chemical Engineering Department, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil
2 Department of food science, Islamic Azad University-Sarab Branch
چکیده [English]

The aim of this study was the evaluation of the antibacterial effect of Zn-doped TiO2 nanoparticles immobilized on the bentonite prepared via molten salt method. The prepared nanocomposites were characterized by scanning electron microscope SEM, X-ray diffraction XRD, Energy-dispersive X-ray spectroscopy EDX, UV-Vis diffusive reflectance spectrometer UV-Vis DRS. SEM was showed that agglomeration of TiO2 nanoparticles formed on the bentonite surface. The band gap energy of TiO2 nanoparticles and TiO2/bentonite was about 3.25 eV. After doping of 5 and 10 Zn, the band gap was decreased to 3.2 and 3.17 eV, respectively. According to XRD results, the crystalline phase of the TiO2 nanoparticles in all of the nanocomposites was anatase. The crystalline size of nanoparticles was less than 50 nm. Finally, doping of Zn in the nanocomposites increased their antibacterial activity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanocomposite
  • Bentonite
  • TiO2
  • Doping
  • Zinc
[1] H. Pouraboulghasem, M. Ghorbanpour,
R. Shayegh, S. Lotfiman, “Synthesis,
characterization and antimicrobial activity of
alkaline ion-exchanged ZnO/bentonite
nanocomposites,” Journal of Central South
University, 23, 787-792, 2016.
Jadid, Gilani, M. Ghorbanpour, A.P. [2] S.
“Antibacterial activity of ZnO films
28
پاییز ۱۳۹8 |شماره سوم |سال ششم
prepared by anodizing.” Journal of
Nanostructure in Chemistry, 6,, 183-189,
2016.
[3] S. Lotfiman, Ghorbanpour M.,
“Antimicrobial activity of ZnO/silica gel
nanocomposites prepared by a simple and
fast solid-state method,” Surface and
Coatings Technology, 310, 129-133, 2017.
[4] M. Ghorbanpour, M. Moghimi, S.
Lotfiman, “Silica-Supported Copper Oxide
Nanoleaf with Antimicrobial Activity
against Escherichia Coli,” Journal of Water
and Environmental Nanotechnology, 2, 112-
117, 2017.
[5] Ghorbanpour M., Nouri A., S. Lotfiman,
“Preparation of Zinc Oxide–Nanoclay
Hybrids by Alkaline Ion Exchange Method
and Their Use in Antibacterial Activity,”
Brazilian Journal of Chemical Engineering,
34(4), 1055-1063, 2017.
[6] M. Yousofi, Ghorbanpour M., S.
Lotfiman, “Photocatalytic Decolorization of
Methyl Orange by Silica-Supported TiO2
Composites,” Journal of Ultrafine Grained
and Nanostructured Materials, 50, 43-50,
2017.
[7] Ghorbanpour M., S. Lotfiman, “Solidstate immobilisation of titanium dioxide
nanoparticles onto nanoclay,” Micro &
Nano Letters, 11,, 684-687, 2016.
[8]*
*آقازاده چورس فاطمه ؛ قربان پور محمد ؛ شایق راضیه، “روشی
سریع و جدید برای ساخت نانوچندسازههای بنتونیت /
تیتانیمدیاکسید با ویژگی بازدارندگی رشد میکروبی”، علوم و
.1395 ،9-1 ،12 ،سطح مهندس
[9] Lou, Wang, L. Chen, K.Y.,
“Photodegradation of dye pollutants on
silica gel supported TiO2 particles under
visible light irradiation,” Journal of
Photochemistry and Photobiology A:
2004. Chemistry, 163, 281-287,
[10] R. Daghrir, P. Drogui, D. Robert,
“Modified TiO2 for environmental
photocatalytic applications: a
review,” Industrial & Engineering
Chemistry Research, 52, 3581-3599, 2013.
[11] R. Thiruvenkatachari, S. Vigneswaran,
I. S. Moon, “A review on UV/TiO2
photocatalytic oxidation process,” Korean
Journal of Chemical Engineering, 25, 64-72,
2008.
[12] S. G. Kumar, L.G. Devi, “Review on
modified TiO2 photocatalysis under
UV/visible light: selected results and related
mechanisms on interfacial charge carrier
transfer dynamics,” The Journal of Physical
Chemistry A, 115, 13211-13241, 2011.
[13] Y. Wang, X. Xue, H. (). Yang,
“Modification of the antibacterial activity of
Zn/TiO2 nano-materials through different
anions doped,” Vacuum, 101, 193-199,
2014.
[14] M. Madadi, M. Ghorbanpour, A. Feizi,
“Antibacterial and photocatalytic activity of
anatase phase Ag-doped TiO2
nanoparticles,” Micro & Nano Letters,
13(11), 1590-1593, 2018.
[15] H. Pourabolghasem, M. Ghorbanpour,
R. Shayegh, “Antibacterial Activity of
Copper-doped Montmorillonite
Nanocomposites Prepared by Alkaline Ion
Exchange Method,” Journal of Physical
Science, 27, 1-12, 2016.
[16] M. Mazloumi, M. Ghorbanpour, A.
Nouri, S. lotfiman, “Antibacterial Silverdoped nanoclay with antibacterial activity,”
Journal of Ultrafine Grained and
Nanostructured Materials, 50(2), 124-131,
2017.
[17] A. Nouri, M. Ghorbanpour, S. lotfiman,
“Diffusion of Cu Ions into Nanoclay by
Molten Salt Ion Exchange for Antibacterial
Application,” Journal of Physical Science,
29(1), 31-42, 2018.
[18]*
* قربان پور محمد، “اثرات ضدمیکروبی نانوذرات اکسیدروی بر
پایه سیلیکاژل تهیه شده با روش نمک مذاب، بهداشت مواد
.1396 ،24-15 ,غذایی
29
پاییز ۱۳۹8 |شماره سوم |سال ششم
[19] R. Payami, M. Ghorbanpour, A.P.
Jadid, “Antibacterial silver-doped bioactive
silica gel production using molten salt
method,” Journal of Nanostructure in
Chemistry, 6, 215-221, 2016.
[20] Y. Chen, K. Wang, L. Lou,
Photodegradation of dye pollutants on silica
gel supported TiO2 particles under visible
light irradiation”, Journal of Photochemistry
and Photobiology A: Chemistry, 163, 281-
287, 2004.
[21] M.V. Reddy, R. Jose, T.H. Teng,
B.V.R. Chowdari, S. Ramakrishna,
“Preparation and electrochemical studies of
electrospun TiO2 nanofibers and molten salt
method nanoparticles,” Electrochimica
Acta, 55, 3109-3117, 2010